SVC抑制次同步振荡控制策略研究

次同步振荡(SSO)问题有可能造成发电机组轴系不稳定扭振甚至损坏发电机转轴,从而危及电力系统安全运行.基于EMTDC/PSCAD仿真平台,运用静止无功补偿器(SVC)来抑制次同步振荡,采用附加电压控制以及模态分离控制这2种控制策略,对这两种控制策略下的SVC抑制IEEE第一标准模型的次同步振荡效果进行了分析和比较.仿真表明2种控制策略均能抑制次同步振荡,总体而言,模态分离法较好.     

SVC安装地点对次同步振荡抑制效果的影响

静止无功补偿器（Static Var Compensator,SVC）可用于抑制次同步振荡,根据SVC抑制次同步振荡的机理设计了SVC的次同步阻尼控制器（SSI）C）,基于次同步振荡研究的IEEE第一标准模型,分别研究了将SVC并联安装在发电机机端母线上、升压变压器的二次侧母线上、输电线路中点上和输电线路末端时的电气阻尼频率特性和时域仿真分析;提出了SVC不同的安装地点会对次同步振荡的抑制效果产生一定的影响,甚至会诱发次同步振荡。     

SVC接入位置对次同步振荡的影响机理与SVC控制策略研究

当前研究静止无功补偿器(static var compensator,SVC)抑制次同步振荡,大多将其接入机端或升压变高压侧,并仅考虑阻尼控制作用,对其它接入位置和电压调节的探讨不多,控制器的设计也不够简便。文中基于系统的dq轴数学模型,简化复转矩系数的计算,得到较精确的含SVC串补系统的电磁转矩表达式。利用该式分析SVC附加阻尼的机理以及与接入位置的关系,指出接入线路中点能使SVC在谐振频附近提供更多正阻尼。同时分析SVC电压控制对次同步振荡的影响,指出电压控制的传递函数很可能会增大各扭振频下的附加阻尼相位差。对此提出一种基于相位补偿法的PID控制设计,参数整定简单快速,既可以维持系统电压水平和提高线路传输能力,也可有效抑制系统次同步振荡。特征值计算和时域仿真都证明了分析结果的正确性。     

无功补偿器抑制电力系统次同步振荡的研究

介绍了串补输电系统次同步振荡的产生机理和抑制电力系统次同步振荡的常用措施。分析了静止无功补偿器（SVC）抑制次同步振荡的基本原理,并进行了控制器的设计。基于次同步振荡研究的IEEE第一标准模型,利用电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD／EMTDC,对该模型分别在不安装SVC和安装SVC时进行了时域仿真,得出了SVC抑制次...     

SVC Light次同步振荡阻尼特性分析

以绝缘栅双极晶闸管(IGBT)和脉宽调制(PWM)控制为基础的新型静止无功补偿装置(SVC Light),可快速调节其与交流系统间交换的感性或容性无功功率,具有提高振荡阻尼特性的能力。介绍SVC Light的工作原理,推导出三相abc坐标系下的数学模型,建立基于受控电压源和受控电流源的等效仿真模型,并设计出基于比例-积分调节器的直流电压、无功功率和交流母线电压控制器。利用复转矩系数的时域实现方法——测试信号法,分析SVC Light不同控制方式、主电路参数以及控制器参数对发电机电气阻尼特性的影响。研究结果表明,SVC Light在配置次同步附加阻尼控制器后,通过动态调节其与交流系统间交换的无功功率,可以显著增加发电机电气阻尼,有效抑制由串联电容补偿引发的发电机轴系振荡。     

应用静止无功补偿器抑制发电机次同步振荡的研究

文章针对静止无功补偿器（SVC）在抑制次同步振荡（SSR）方面的应用进行研究,对串联补偿电路中次同步振荡的产生机理进行了分析,对SVC抑制SSR的基本工作原理、控制策略进行了总结。在IEEE次同步振荡第一基准测试模型的基础上,建立了SVC的真实时域仿真模型,通过时域仿真验证了SVC在抑制SSR方面的有效性。     

轧钢用静止无功补偿装置控制器的研制

轧钢机、电弧炉等非线性负荷接人电网,将使电网供电质量受到严重影响.为了提高供电质量,应对其进行无功补偿.本文介绍了TCR+FC型静止无功补偿装置(SVC)的组成及原理,并从硬件、软件算法等方面重点分析了基于DSP和CPLD的TCR+FC型SVC控制器的实现.该控制器能够根据采集的三相电压信号、三相电流信号应用瞬时无功理论及相关算法,实时得到各相触发角,并发出一定时序的信号控制晶闸管导通,最终达到无功补偿的目的.     

PSS和SVC联合抑制次同步振荡

针对静止无功补偿器(SVC)的附加次同步阻尼控制器(SSDC)无法抑制所有扭振模式的振荡,在励磁系统阻尼控制器(SEDC)基础上设计双输入多通道结构的改进电力系统稳定器(PSS).由于PSS无法解决大扰动下的次同步振荡问题,提出利用PSS和SVC联合抑制次同步振荡的方案:SVC抑制主谐振点的振荡,其他扭振模式用改进PSS来解决.复转矩系数法、时域仿真法和Prony分析结果均表明两者联合抑制次同步振荡能够弥补双方的缺陷,在较宽频带内提高系统阻尼,对次同步振荡取得理想的抑制效果.     

基于瞬时无功功率理论的三相不平衡负荷补偿

在研究当前补偿装置的基本原理以及补偿信号检测方法的基础上,针对不平衡负荷下的电力系统提出了一种基于瞬时无功功率理论补偿导纳的新算法。该算法以对称分量法为理论支撑,针对不平衡电路特点,通过理论分析得出以瞬时无功电流表达的补偿导纳通式,以该算法作为静态无功补偿器(SVC)控制策略,可在进行无功补偿的同时实现三相不平衡补偿。为有效改善SVC容量利用率,通过讨论补偿导纳的各种不同情况,对于晶闸管控制电抗器(TCR)并联固定电容型SVC的各项参数进行合理的分析,并总结了在不同的条件约束下所补偿范围的大小。最后结合SVC参数的合理选取,通过多种不同的算例分析验证了算法的正确性、有效性。     

基于振荡能量消耗的HVDC和SVC附加阻尼控制

系统的总振荡能量和振幅对应,消耗振荡能量的元件对振荡衰减的贡献为正,具有正阻尼。提出了一种以消耗振荡能量为目标的阻尼控制设计方法,推导了高压直流输电(HVDC)和静止无功补偿器(SVC)的附加阻尼控制策略。该方法统一了基于能量函数下降的一大类阻尼控制策略设计方法,并为这类方法建立了严格的理论基础。控制策略的设计还需要考虑对其他元件振荡能量消耗情况的影响。研究了考虑负荷的SVC附加阻尼控制策略,在附加控制中引入频率偏差项增加负荷的振荡能量消耗,增强阻尼控制的效果。仿真结果验证了控制策略的有效性。     

静止无功补偿器在电力系统中的研究及应用

灵活交流输电(FACTS)概念是由美国著名电力专家N.G.Hingorani于1986年提出的,它是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通讯和控制技术形成的用于控制交流输电的新技术。SVC作为一种FACTS装置,近年来得到了较为广泛的应用,本文以大量文献为基础,对SVC的模型,及其对系统调压、电压稳定性、低频振荡、次同步谐振、暂态稳定、HVDC的作用等方面进行了综述,并指出了一些有前途的研究方向。     

高压直流输电次同步振荡时域仿真分析与控制

电力系统输电过程中有一定概率产生次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO),这种振荡极易造成汽轮发电机组的大轴损毁,准确分析系统的次同步振荡特性对其防止和抑制有重要意义。高压直流输电由于其闭环控制的影响,也会使系统产生次同步振荡现象。因此研究高压直流次同步振荡及其抑制措施问题具有重要的意义。以CIGRE高压直流输电模型为基础,结合IEEE第一谐振模型,搭建高压直流输电系统,然后对其发电机电磁转矩、各轴段扭矩进行分析。最后通过相位补偿原理设计SSDC进行抑制次同步振荡。     

高压直流输电次同步振荡时域仿真分析与控制

电力系统输电过程中有一定概率产生次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO),这种振荡极易造成汽轮发电机组的大轴损毁,准确分析系统的次同步振荡特性对其防止和抑制有重要意义。高压直流输电由于其闭环控制的影响,也会使系统产生次同步振荡现象。因此研究高压直流次同步振荡及其抑制措施问题具有重要的意义。以CIGRE高压直流输电模型为基础,结合IEEE第一谐振模型,搭建高压直流输电系统,然后对其发电机电磁转矩、各轴段扭矩进行分析。最后通过相位补偿原理设计SSDC进行抑制次同步振荡。     

电力系统阻尼控制机理与特性

基于单机-无穷大电力系统,采用等面积定则分析电力系统阻尼控制机理。对电力系统稳定器（PSS）、静止无功补偿器（SVC）、晶闸管控制的串联电容器（TCSC）和高压直流（HVDC）的附加阻尼控制器的运行特性进行总结。对如何利用电网中各种阻尼资源以提高抑制系统区间振荡的能力进行讨论。当系统中已安装的PSS不能有效阻尼区间振荡时,可优先考虑利用HVDC的附加阻尼调制来增强阻尼。此外,可考虑柔性交流输电系统（FACTS）的附加阻尼控制,并认为TCSC抑制区间振荡的效果一般优于SVC。在四机两区域电力系统中的仿真分析结果验证了结论的合理性。     

Mitigation of SSR by Subsynchronous Current Injection with VSC HVDC

The Voltage Source Converter based HVDC provides asynchronous interconnection between two AC systems. The use of VSC HVDC enables independent control of real and reactive power. Unlike conventional HVDC, the VSC HVDC does not cause Subsynchronous Resonance (SSR) when it is close to turbo-generators. The system strength of long ac transmission line can be enhanced by providing series compensation. However, there is a possibility of SSR interaction with turbine-generator due to the presence of the series capacitor in transmission line and may lead to shaft failure of the turbine-generator. The objective of this paper is to analyze the damping of subsynchronous resonance when the series compensated long AC line and VSC HVDC are originated from the same substation. A simple method for the extraction of subsynchronous component of line current using filter is proposed. The extracted subsynchronous frequency current is injected by the VSC HVDC converter close to the turbine-generator. This suppresses the subsynchronous current flowing through the generator and increases the damping of the system at critical torsional frequencies. This technique is termed as Subsynchronous Current Injection (SSCI). Subsynchronous current injector is designed using D–Q model of VSC HVDC. Genetic Algorithm (GA) is used for tuning the converter controllers and filter parameters. The results show the effectiveness of the proposed subsynchronous current injector in damping of SSR.     

基于等效仿真模型的VSC-HVDC 次同步振荡阻尼特性分析

电压源换相高压直流输电(VSC-HVDC)是基于电压源换流器(VSC)的新一代高压直流输电技术。该文首先分析VSC的工作原理，在此基础上建立以交流侧受控电压源和直流侧受控电流源描述的VSC等效仿真模型。通过与VSC-HVDC电路模型的时域和频域响应对比,验证利用VSC等效仿真模型分析VSC-HVDC次同步频率范围内动态特性的有效性。利用复转矩系数法的时域实现方法--测试信号法及VSC-HVDC等效仿真模型，可计算得到连续且光滑的发电机电气阻尼De特性曲线；基于De曲线，分析VSC-HVDC采用不同控制方式及比例积分(PI)控制器中比例系数和积分时间常数，对发电机电气阻尼特性的影响。最后对加入VSC-HVDC的IEEE第一标准测试系统的仿真表明，配置次同步阻尼控制器(SSDC)的VSC，通过对其有功功率或无功功率的动态调制，均可显著增加发电机的电气阻尼，有效抑制发电机次同步振荡。     

静止无功补偿装置在输电系统中的应用

阐述了静止无功补偿装置（SVC）对改善电网枢纽点的电压控制;提高静态和暂态稳定性,增加输电能力;抑制系统暂时（工频）过电压;增加阻尼,抑制低频和次同步振荡,提高输电功率;改善直流换流站动态无功补偿性能等功能,以及在国内外高压输电系统中的应用情况,并给出了应用实例.我国电网正处在快速发展阶段,随着输电系统SVC技术国产化的成功,SVC在国内电网中的应用会有广阔前景.     

HVDC整流站控制系统设计的频域理论分析方法

由高压直流输电引起的次同步振荡各种因素中以整流器控制的影响最为显著,因此对整流器采用合适的控制方式和控制参数尤其重要,为从本质上分析高压直流输电整流器控制的阻尼特性,依据高压直流输电的准稳态模型,考虑锁相环等快速响应环节的影响,在频域上实现复数力矩系数法分析不适当的整流器控制产生次同步振荡的原理,运用扫频法绘制发电机在不同频率下的电气阻尼特性曲线。通过比较整流器3种控制策略的阻尼特性,表明非线性定电流控制具有较好的正阻尼特性;同时,相位校正环节的引入对线性控制策略的阻尼特性也有较大改善。此外,探讨了发电机与换流变压器之间的戴维南等值阻抗对阻尼特性的影响。     

基于特征值法的次同步阻尼守恒特性分析

运用特征值分析法,分别对含有串联补偿电容的交流系统和含有附加次同步阻尼控制器（supplemental subsynchronous damping controller, SSDC）的HVDC系统的次同步振荡（subsynchronous oscillation,sso）特性进行了研究。分析了在含有串联补偿电容的交流...     

特高压近区风电汇集地区次同步振荡特征及防控措施

特高压近区的新能源汇集区域中,广泛使用的电力电子设备容易产生大量次同步谐波,引发电力系统次同步振荡现象。以新疆哈密±800 kV特高压近区的风电集中接入地区次同步案例为切入点,开展振荡特征和振荡关联因素分析,提出次同步振荡监测、控制、抑制3项措施。经实际应用表明,监测及控制系统可有效监控振荡发生,并抑制直流近区风电汇集区域的次同步振荡发生,提高电网的运行可靠性。